第 八 章 脂 类 代 谢

学习目的与要求： 重点： 难点： 1.脂肪酸的β氧化 2.酮体的生成与利用 3.脂肪酸的合成 1.脂肪酸的β氧化 2.酮体的生成 3脂肪酸的β氧化与脂肪酸的合成的差异 难点： 1.奇数C与不饱和C脂肪酸的β氧化 2.酮体的生成与利用

第一节、脂类概述 一.脂类的概念,种类及功能 (一).脂类的概念 脂类是脂肪和类脂的总称，它是有脂肪酸与醇作用生成的酯及其衍生物，统称为脂质或脂类，是动物和植物体的重要组成成分。脂类是广泛存在与自然界的一大类物质，它们的化学组成、结构理化性质以及生物功能存在着很大的差异，但它们都有一个共同的特性，即可用非极性有机溶剂从细胞和组织中提取出来。

(二). 种类 卵磷脂，脑磷脂，心磷脂 肌醇磷脂，丝氨酸磷脂 脂肪 真脂或中性脂肪（甘油三酯） 磷脂 糖脂 异戊二烯酯 甾醇 萜类 甘油磷脂 (二). 种类 卵磷脂，脑磷脂，心磷脂 肌醇磷脂，丝氨酸磷脂 脂肪 真脂或中性脂肪（甘油三酯） 磷脂 糖脂 异戊二烯酯 甾醇 萜类 甘油磷脂 鞘氨醇磷脂 蜡（高级脂肪酸与高级醇脂） 类脂

(三). 脂类的功能 1.贮藏能量的物质 2.提供营养的物质 脂肪是机体内代谢燃料的贮存形式，它在体内氧化可释放 (三). 脂类的功能 1.贮藏能量的物质 脂肪是机体内代谢燃料的贮存形式，它在体内氧化可释放 大量能量以供机体利用，脂肪氧化提供9.3K卡/g （糖4.1K卡/g, 蛋白质5.6K卡/g,)，人体40%的能量来自脂肪氧化。 2.提供营养的物质 （1）必需脂肪酸 亚油酸 18碳脂肪酸，含两个不饱和键； 亚麻酸 18碳脂肪酸，含三个不饱和键； 花生四烯酸 20碳脂肪酸，含四个不饱和键； （2）生物活性物质 激素、胆固醇、维生素等。

3.生物体结构物质 4.药用物质 （1）作为细胞膜的主要成分 几乎细胞所含的磷脂都集中在生物膜中， 是生物膜结构的基本组成成分。 （1）作为细胞膜的主要成分 几乎细胞所含的磷脂都集中在生物膜中， 是生物膜结构的基本组成成分。 （2）保护作用 脂肪组织较为柔软，存在于各重要的器官组织之间， 使器官之间减少摩擦，对器官起保护作用。 4.药用物质 卵磷脂、脑磷脂可用于肝病、神经衰弱及动脉粥样硬化的治疗等。

二. 脂肪的消化,吸收,储存和动用 1.脂肪的消化 脂肪的消化主要在肠中进行，胰液和胆汁经胰管和胆管分泌 到十二指肠，胰液中含有胰脂肪酶，能水解部分脂肪成为甘油及 游离脂肪酸，但大部分脂肪仅局部水解成甘油一酯，甘油一酯进 一步由另一种脂酶水解成甘油和脂肪酸。 脂 肪酶

2. 脂肪的吸收 在动物和人体中,小肠既能吸收完全水解的脂肪,也能吸收 部分水解或者未经水解的脂肪.吸收后,大多由淋巴细胞系 统进入血液循环,一小部分直接经门静进肝脏。 未被吸收的脂肪进入大肠被细菌分解.未被水解的脂肪也能 直接被吸收.但需高度乳化为脂肪微粒. 完全水解后生成的甘油可以和水溶物一起被肠黏膜吸收. 而脂肪酸需与胆汁按比例结合成可溶于水的复合物被吸 收.而单脂酰甘油和二脂酰甘油可直接被吸收后再合成脂 肪通过淋巴系统进入血液循环.

3.血脂 血液为运输脂质的要道.血浆中所含的脂质统称为血脂.主要有:甘油脂（单、二、三、酰甘油）、磷脂、胆固醇及固醇脂和游离的脂肪酸。 血脂含量不如血糖恒定，随膳食条件和各种生理条件的影响血脂的含量和成分均有一定变化。 血浆中的脂类并非以游离状态存在，常以脂蛋白的形式存在（蛋白质部分称为载脂蛋白）。脂蛋白是运输和储存脂的主要形式，不同的脂蛋白运输的脂类不同。 名称 密度 颗粒大小 核心脂点 功能 乳糜微粒 0.96 80-500nm 甘油三脂（食） 转运外源脂 极低密度脂蛋白 0.96-1.006 25-80 内源甘油三脂 转运内源甘脂 低密度脂蛋白 1.006-1.063 20-25 内源性固醇脂 转运内源固醇脂 高密度脂蛋白 1.063-1.210 5-20 内源性固醇/磷脂 内源性固醇/磷脂

第二节、脂肪的分解代谢 一.甘油的去路 P 氨基酸,脂肪 ATP +

二. 脂肪酸的氧化（β-氧化） (一).脂肪酸的β-氧化 1. β-氧化的概念 长链脂肪酸的β氧化是在肝脏线粒体脂肪酸氧化酶系作用下进行的。 每次氧化作用发生在α,β碳原子上,断去二碳单位生成一分子乙酰CoA，和少二碳的脂肪酸，这种氧化作用称β氧化。偶数碳原子的脂肪酸经β氧化最终全部生成乙酰CoA。

2.偶数碳原子饱和脂肪酸的β-氧化过程 （1）脂肪酸的活化——脂酰CoA的生成 长链脂肪酸氧化前必须进行活化，活化在线粒体外进行。内质网和线粒体外膜上的脂酰CoA合成酶在ATP、CoASH、Mg2+存在条件下，催化脂肪酸活化，生成脂酰CoA。

（2）脂酰CoA进入线粒体- 肉毒碱穿梭 E1 E2

（3）脂肪酸的β氧化过程 A.FAD脱氢 △2,3反烯脂酰CoA B. 加水 L-β-羟脂酰CoA 2

C.NAD脱氢 CH2 羟 β-酮脂酰CoA D.硫解 CH2 脂酰CoA 乙酰CoA (乙酰CoA TCA)

3.奇数饱和碳原子脂肪酸的氧化 1. CH3CH2COSCoA CH3CHCOSCoA COOH 奇数饱和碳原子脂肪酸经过多次β-氧化后, + 7次β-氧化 丙酰CoA 1. CH3CH2COSCoA CH3CHCOSCoA COOH 丙酰CoA羧化酶 生物素 ATP CO2 ADP Pi

CH2COSCoA CH2COOH CH3CHCOSCoA COOH 2. 3. 4. 彻底氧化 变位酶 琥珀酸辅酶A 三羧酸循环 B12 2. 3. 琥珀酸辅酶A 三羧酸循环 4. 彻底氧化 琥珀酸辅酶A 草酰乙酸 丙酮酸 乙酰CoA 三羧酸循环

4.不饱和脂肪酸的β-氧化 油酸： 顺-Δ9-C18 CH3（CH2）7-CH=CH-（CH2）7COSCoA OH 6CH3COSCoA 3次β-氧化 3CH3COSCoA 顺-Δ3,4-C12 反-Δ2,3-C12 D-β-羟-C12 L-β-羟-C12 5次β-氧化 烯脂酰COA异构酶 水合酶 H2O 表构酶 油酸： 顺-Δ9-C18

（二）.脂肪酸的β-氧化生理意义 1.提供能量： 2.生物合成的原料： 3. 提供大量的水 以C18 β-氧化:8*(2.5+1.5)=32 32+90-1=121ATP 乙酰CoA: 9*10=90 2.生物合成的原料： β-氧化的产物乙酰CoA可作酮体和氨基酸合成的原料 3. 提供大量的水 β-氧化过程产生大量的水可供陆生动物对水的需求。

三. 酮体的生成与利用 1. 酮体的概念 乙酰CoA进入TCA循环最终氧化生成二氧化 碳和水以及大量的ATP。 及还有另外一条去路，即形成乙酰乙酸、D-β-羟丁酸 和丙酮，这三者统称为酮体。

2.酮体的生成 乙酰CoA 乙酰乙酰CoA 乙酰乙酸 β-羟丁酸 丙酮 HMG CoA裂解酶 硫解酶 CoASH 脱氢酶 脱羧酶 HMG CoA合成酶 H2O CO2

丙酮 丙酮酸或乳酸 3.酮体的分解 脱氢酶 硫解酶 CoASH 琥珀酰CoA转硫酶 琥珀酰CoA 琥珀酸 呼出 OH CH3CHCH2COOH O CH3CCH2COOH CH3CCH2COSCOA 2 CH3COSCOA 脱氢酶 硫解酶 CoASH NAD+ NADH+H+ 琥珀酰CoA转硫酶 琥珀酰CoA 琥珀酸 呼出 丙酮 丙酮酸或乳酸

第三节、脂肪的生物合成 一. α-磷酸甘油的生成 1. 油糖代谢中间产物合成 CH2OH CHOH CO CH2OP 合成脂肪的直接原料是α-磷酸甘油和脂酰CoA。 1. 油糖代谢中间产物合成 CH2OH CO CH2OP CHOH α-磷酸甘油脱氢酶 NADH+H+ NAD+ 2. 由食物中的甘油合成 CH2OH CHOH CH2OP 磷酸甘油激酶 ATP ADP

二. 脂肪酸的生物合成 (一).细胞液系统(C16) 1.乙酰CoA转出线粒体的过程 脂肪酸的生物合成是由细胞液系统,线粒体及微粒体系统进行合成. (一).细胞液系统(C16) 细胞液系统合成脂肪酸是脂肪酸合成的主要途径, 从二碳单位进行合成,故称为从无到有途径. 1.乙酰CoA转出线粒体的过程 (1).丙酮酸—柠檬酸穿梭 丙酮酸 柠檬酸 乙酰CoA 草酰乙酸 苹果酸 线粒体 胞质 ATP+HSCoA

(2). α-酮戊二酸转运 Glu 异柠檬酸 草酰乙酸 乙酰CoA 线粒体 胞质 柠檬酸 α-酮戊二酸

(3). 肉毒碱转运 乙酰CoA HSCoA 肉毒碱 乙酰肉毒碱 乙酸 线粒体 胞质

2.原料的准备——丙二酸单酰CoA生成 3.乙酰-ACP与丙二酸单酰-ACP的生成 乙酰CoA羧化酶 CH3COSCoA HOOCCH2COSCoA ATP ADP H2O CO2 Pi 生物素 3.乙酰-ACP与丙二酸单酰-ACP的生成 CH3COSCoA + HSACP CH3COSACP + HSCoA 转酰基酶 HOOC-CH2COSACP + HSCoA HOOC-CH2-COSCoA + HSACP 转酰基酶

(1).缩合: (2).还原: (4).再还原: 还原酶 CH3COCH2COACP NADPH NADP+ 脱水酶 4.合成阶段 ———碳链延长反应 CH3COCH2COACP + CO2 + HSACP (3).脱水: (1).缩合: CH3COACP + HOOCCH2COACP (2).还原: CH3CHOHCH2COACP CH3COCH2COACP CH3CH=CHCOACP CH3CH2CH2COACP 合成酶 β-酮丁酰ACP (4).再还原: 还原酶 D-β-羟丁酰ACP 反-α.β-烯丁酰ACP 丁酰ACP 脱水酶 NADPH NADP+ NADPH NADP+ H2O

（二）. 线粒体和微粒体系统 1.线粒体脂肪酸延长酶系 2.内质网脂肪酸延长酶系 细胞液系统合成脂肪酸是C16的脂肪酸,脂肪酸的延长是线粒体和微粒体中进行.生物体内有两种不同的酶系可以催的延长,一是线粒体中的延长酶系，另一个是糙内质网中的延长酶系。 1.线粒体脂肪酸延长酶系 以乙酰CoA为C2供体，不需要酰基载体，由软脂酰CoA与 乙酰CoA直接缩合,脂肪酸β-氧化的逆过程。 2.内质网脂肪酸延长酶系 用丙二酸单酰CoA作为C2的供体，NADPH作为H的供体 中间过程和脂肪酸合成酶系的催化过程相同。

（三）.不饱和脂肪酸的合成 不饱和脂肪酸中的不饱和键由去饱和酶催化形成。 人体内含有的不饱和脂肪酸主要有: 棕榈油酸（16C，一个不饱和键）、 油酸（18C，一个不饱和键）、 亚油酸（18C，两个不饱和键）、 亚麻酸（18C，三个不饱和键） 花生四烯酸（20C，四个不饱和键）等， 前两种单不饱和脂肪酸可由人体自己合成，后三种为多不饱和脂肪酸， 必须从食物中摄取，因为哺乳动物体内没有△9以上的去饱和酶。

三. 脂肪的合成 + 2R-COSCoA CH2OH CHOH CH2O-P CH2O-COR CHO-COR 脂酰转移酶 2HSCoA 三. 脂肪的合成 + 2R-COSCoA 脂酰转移酶 磷酸酯酶 R-COSCoA Pi 2HSCoA CH2OH CHOH CH2O-P CH2O-COR CHO-COR

脂肪酸β-氧化与脂肪酸合成的比较 1. 酶系部位 线粒体 细胞质 2. 酰基载体 HSCoA HSACP 3. 断裂/缩合单位 乙酰CoA 丙=酰CoA 4. 辅酶 FAD,NAD NADP 5. 穿梭方式 肉毒碱 6. 中间物构型 L –型 D –型 7. CO2的需求 不需 需 8. 能量的需求 放能 耗能 β-氧化 合成